温度对双层滤料颗粒床过滤特性影响的研究

摘要

国家对环境保护的日益重视，并推出了在各行各业中的节能排放指标，明确规定在工业排放中要切实落实节能减排计划。工业烟气的排放具有温度高、粉尘细的特点，而高温除尘恰好是控制这类颗粒物排放的关键技术。本文针对温度对双层滤料颗粒床的过滤特性影响的问题，在冷态试验基础之上，设计了一套高温颗粒床除尘装置，并在此高温过滤床内径为100mm的试验装置上做了大量的试验研究。主要内容和结果如下：
　　（1）温度对上层滤料（膨胀珍珠岩）和下层滤料（宝珠砂）的流化试验。在上层滤料粒径为1.5mm~3mm，高度180mm进行了流化试验。试验结果表明，不同温度下，随着流化气速的增加，颗粒床层的压降呈现线性增加，当气速达到一定值后，床层压降基本趋于稳定，压降从20℃时的185Pa变到550℃时的160Pa，随着颗粒床层温度升高，流化曲线呈现出整体向左偏移，最小流化速度从0.248m/s减小到0.179m/s，并且在350℃之前，最小流化速度减小快，后温度升高，最小流化速度变化量减小；下层滤料粒径为0.25mm~0.35mm，高度30mm的宝珠砂流化试验表明，流化曲线变化趋势与上层滤料基本相似，但需要指出的是，下层滤料达到临界流化状态时，其宝珠砂的压降从20℃的630Pa减小到550℃的590Pa，在相同温度变化范围下，下层宝珠砂的压降变化幅度更大，下层滤料的最小流化速度从20℃的0.23m/s减小到550℃时的0.199m/s。通过两者的流化试验，可判断，在温度一定的条件下，上层膨胀珍珠岩和下层宝珠砂可以作为上下层滤料来进行高温颗粒床过滤试验。
　　（2）经过流化试验选出的上下层滤料，进行了温度对双层滤料颗粒床过滤效率试验。试验结果表明随着温度升高，上层滤料的过滤效率不断地升高，从20℃的76.85%升高到82.4%，因该催化剂磨损细粉的粒径偏细，导致大部分细微分透过上层滤料穿透到下层颗粒层中，同时随着温度的升高，上层滤料的出口浓度从338.34mg/m3减小到258.63mg/m3。下层滤料的过滤效率从93.68%升高到550℃的95.26%，不同温度下的下层分级过滤效率呈现出“V”字型，且不同温度下“V”字型的凹点处的位置不相同，最低点处的位置从20℃的0.724μm变化到550℃的1.383μm；而双层滤料颗粒床的总过滤效率逐渐升高，出口粉尘浓度逐渐减小。温度从20℃升高到550℃，过滤效率从98.47%增加到99.14%，出口粉尘浓度从27.47mg/m3降低到16.12mg/m3。
　　（3）最后研究了温度对颗粒床层压降的试验研究。试验结果显示温度升高，上层滤料的压降逐渐升高。同一温度，20℃时在一个过滤周期内压降增加66Pa，而当温度为550℃时压降增加了220Pa。当气体流速调回起始流速后，压降升高不大，原因在于粉尘粒径偏小，大部分粉尘透过上层滤料，到达下层滤料当中；同一温度下，下层滤料层的压降基本成水平直线，只在某一范围内有细微的波动；不同温度，稳流层压降从20℃的214Pa增加到550℃的450Pa，同一温度下，随过滤时间的增加，稳流层压降逐渐减小；对于颗粒床层总压降，起始温度压降为1770Pa，到550℃时3690Pa，压降升高1920Pa，单位温度床层压降为3.6Pa/℃。

目录

声明

1 绪论

1.1高温过滤除尘的背景和意义

1.2高温过滤除尘的国内外现状

1.3颗粒床过滤器

1.4方案的提出及研究内容

2试验系统及装置

2.1高温颗粒床试验段

2.2配尘系统

2.3取样测量系统

2.4冷却系统

2.5实验材料

2.7相关数据处理

3温度对流化特性的影响

3.1温度对流化的理论分析

3.2不同温度上层（膨胀珍珠岩）流化试验

3.4不同温度下层（宝珠砂）流化试验

3.5本章小结

4温度对过滤效率的影响

4.1试验条件

4.2结果分析与讨论

4.3温度对除尘效率的影响的理论分析

4.4本章小结

5温度对过滤压降的影响

5.1试验条件

5.2结果分析与讨论

5.3温度对床层压降影响的理论分析

5.4本章小结

6结论与展望

6.1本文结论

6.2进一步研究方向

参考文献

在学研究成果

致谢